วิวัฒนาการและความก้าวหน้าของน้ำมันปาล์มดิบออปโตอิเล็กทรอนิกส์เทคโนโลยีการบรรจุร่วม
การบรรจุร่วมแบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ การพัฒนาสามารถสืบย้อนไปจนถึงทศวรรษ 1960 แต่ในขณะนี้ การบรรจุร่วมแบบโฟโตอิเล็กทริกเป็นเพียงบรรจุภัณฑ์ธรรมดาๆอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ร่วมกัน ในช่วงทศวรรษ 1990 ด้วยการเติบโตของโมดูลการสื่อสารด้วยแสงอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ร่วมแบบโฟโตอิเล็กทริกเริ่มเกิดขึ้น ด้วยพลังการประมวลผลสูงและความต้องการแบนด์วิดท์สูงที่เพิ่มขึ้นในปีนี้ บรรจุภัณฑ์ร่วมแบบโฟโตอิเล็กทริกและเทคโนโลยีสาขาที่เกี่ยวข้องได้รับความสนใจอีกครั้ง
ในการพัฒนาเทคโนโลยี แต่ละขั้นตอนยังมีรูปแบบที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ 2.5D CPO ที่ตอบสนองความต้องการ 20/50Tb/s ไปจนถึง 2.5D Chiplet CPO ที่ตอบสนองความต้องการ 50/100Tb/s และในที่สุดก็บรรลุ 3D CPO ที่ตอบสนองอัตรา 100Tb/s
แพ็คเกจ CPO 2.5Dโมดูลออปติคอลและชิปสวิตช์เครือข่ายบนซับสเตรตเดียวกันเพื่อลดระยะทางของสายและเพิ่มความหนาแน่นของ I/O และ CPO 3D เชื่อมต่อ IC ออปติคัลกับเลเยอร์กลางโดยตรงเพื่อให้ได้การเชื่อมต่อระหว่างกันของระยะห่าง I/O น้อยกว่า 50um เป้าหมายของวิวัฒนาการนั้นชัดเจนมาก ซึ่งก็คือการลดระยะห่างระหว่างโมดูลแปลงโฟโตอิเล็กทริกและชิปสวิตช์เครือข่ายให้มากที่สุด
ปัจจุบัน CPO ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและยังมีปัญหาต่างๆ เช่น ผลผลิตต่ำและต้นทุนการบำรุงรักษาสูง และผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายในตลาดที่สามารถจัดหาผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับ CPO ได้อย่างเต็มที่ มีเพียง Broadcom, Marvell, Intel และผู้เล่นอื่นๆ ไม่กี่รายเท่านั้นที่มีโซลูชันที่เป็นกรรมสิทธิ์อย่างสมบูรณ์ในตลาด
เมื่อปีที่แล้ว Marvell ได้เปิดตัวสวิตช์เทคโนโลยี 2.5D CPO โดยใช้กระบวนการ VIA-LAST หลังจากประมวลผลชิปออปติกซิลิกอนแล้ว TSV จะถูกประมวลผลด้วยความสามารถในการประมวลผลของ OSAT จากนั้นชิปฟลิปชิปไฟฟ้าจะถูกเพิ่มเข้าไปในชิปออปติกซิลิกอน โมดูลออปติก 16 โมดูลและชิปสวิตชิ่ง Marvell Teralynx7 เชื่อมต่อกันบน PCB เพื่อสร้างสวิตช์ซึ่งสามารถบรรลุอัตราการสวิตชิ่ง 12.8Tbps
ในงาน OFC ของปีนี้ Broadcom และ Marvell ได้สาธิตชิปสวิตช์ 51.2Tbps รุ่นล่าสุดที่ใช้เทคโนโลยีการบรรจุร่วมแบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์
จากรายละเอียดทางเทคนิคของ CPO รุ่นล่าสุดของ Broadcom แพ็คเกจ CPO 3D ผ่านการปรับปรุงกระบวนการเพื่อให้ได้ความหนาแน่นของ I/O ที่สูงขึ้น การใช้พลังงานของ CPO ถึง 5.5W/800G อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานนั้นดีมาก ประสิทธิภาพนั้นดีมาก ในเวลาเดียวกัน Broadcom ยังทะลุผ่านคลื่นเดียวที่ 200Gbps และ CPO 102.4T
Cisco ยังได้เพิ่มการลงทุนในเทคโนโลยี CPO และได้สาธิตผลิตภัณฑ์ CPO ในงาน OFC ของปีนี้ โดยแสดงให้เห็นการสะสมและการนำเทคโนโลยี CPO ไปใช้กับมัลติเพล็กเซอร์/ดีมัลติเพล็กเซอร์ที่บูรณาการมากขึ้น Cisco กล่าวว่าจะดำเนินการนำร่องการใช้งาน CPO ในสวิตช์ขนาด 51.2Tb ตามด้วยการนำ CPO ไปใช้งานในวงกว้างในรอบสวิตช์ขนาด 102.4Tb
Intel ได้เปิดตัวสวิตช์ที่ใช้ CPO มานานแล้ว และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Intel ยังคงทำงานร่วมกับ Ayar Labs เพื่อสำรวจโซลูชันการเชื่อมต่อสัญญาณแบนด์วิดท์สูงแบบบรรจุร่วมกัน ซึ่งจะปูทางไปสู่การผลิตอุปกรณ์บรรจุร่วมกันแบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์และแบบเชื่อมต่อด้วยแสงจำนวนมาก
แม้ว่าโมดูลแบบเสียบปลั๊กได้จะยังคงเป็นตัวเลือกแรก แต่การปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงานโดยรวมที่ CPO นำมาได้นั้นได้ดึงดูดผู้ผลิตมากขึ้นเรื่อยๆ ตามข้อมูลของ LightCounting การจัดส่ง CPO จะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจากพอร์ต 800G และ 1.6T ค่อยๆ เริ่มวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ปี 2024 ถึง 2025 และกลายเป็นปริมาณขนาดใหญ่ตั้งแต่ปี 2026 ถึง 2027 ในเวลาเดียวกัน CIR คาดว่ารายได้ทางการตลาดของบรรจุภัณฑ์โฟโตอิเล็กทริกทั้งหมดจะสูงถึง 5.4 พันล้านดอลลาร์ในปี 2027
เมื่อต้นปีนี้ TSMC ได้ประกาศว่าจะร่วมมือกับ Broadcom, Nvidia และลูกค้ารายใหญ่รายอื่น ๆ เพื่อร่วมกันพัฒนาเทคโนโลยีโฟโตนิกส์ซิลิกอน ส่วนประกอบออปติกบรรจุภัณฑ์ทั่วไป CPO และผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ เทคโนโลยีกระบวนการจาก 45 นาโนเมตรถึง 7 นาโนเมตร และกล่าวว่าครึ่งปีหลังของปีหน้าได้เริ่มดำเนินการตามคำสั่งซื้อขนาดใหญ่โดยเร็วที่สุด ซึ่งน่าจะประมาณปี 2025 เพื่อให้เข้าถึงขั้นตอนปริมาณ
เนื่องจากเป็นสาขาเทคโนโลยีสหวิทยาการที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์โฟโตนิกส์ วงจรรวม บรรจุภัณฑ์ การสร้างแบบจำลองและการจำลอง เทคโนโลยี CPO จึงสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการหลอมรวมออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับการส่งข้อมูลนั้นไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ก่อให้เกิดการปฏิวัติ แม้ว่าการใช้งาน CPO จะเห็นได้เฉพาะในศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่เป็นเวลานาน แต่ด้วยการขยายตัวของพลังการประมวลผลขนาดใหญ่และความต้องการแบนด์วิดท์ที่สูง เทคโนโลยีการปิดผนึกร่วมแบบโฟโตอิเล็กทริกของ CPO จึงกลายเป็นสนามรบใหม่
จะเห็นได้ว่าผู้ผลิตที่ทำงานด้าน CPO เชื่อโดยทั่วไปว่าปี 2025 จะเป็นปีที่สำคัญ ซึ่งเป็นปีที่มีอัตราการแลกเปลี่ยนข้อมูล 102.4Tbps และข้อเสียของโมดูลปลั๊กอินจะยิ่งเพิ่มมากขึ้น แม้ว่าการใช้งาน CPO อาจมาช้า แต่การบรรจุภัณฑ์ร่วมแบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์เป็นวิธีเดียวที่จะบรรลุเครือข่ายความเร็วสูง แบนด์วิดท์สูง และพลังงานต่ำได้อย่างไม่ต้องสงสัย
เวลาโพสต์ : 02-04-2024